Trabajo AMEF

AMEF (ANALISIS DE MODOD EFECTO Y FALLA)

ANALISIS DE MODO Y EFECTO DE LA FALLA 1. INTRODUCCION Tradicionalmente, en los procesos de comercialización de bienes y servicios, y con el objetivo de satisfacer al cliente, las empresas se han visto en la obligación de ofrecer garantías, es decir, de comprometerse con el cliente por un período determinado a reparar o sustituir de manera total o parcial los productos que presenten defectos operacionales o de construcción. Aun cuando este compromiso representa tranquilidad para el consumidor, el hecho de no poder disponer del producto durante un período de reparación o sustitución, o que éste se averíe con mucha frecuencia; representa un motivo de insatisfacción, el cual se traduce como una pérdida de prestigio para el proveedor. De igual manera, en aquellos casos en que el producto o servicio es utilizado en lugares remotos o en condiciones muy críticas, la garantía pasa a un segundo plano y el interés principal del cliente recae en que el producto no falle. Por estos motivos, es deseable colocar en el mercado un producto o servicio que no presente defectos, y para tal fin en el presente trabajo se expone el Análisis de modos y efectos de fallas (AMEF) como un procedimiento de gran utilidad para aumentar la confiabilidad y buscar soluciones a los problemas que puedan presentar los productos y procesos antes de que estos ocurran. 2. HISTORIA La disciplina del AMEF fue desarrollada en el ejercito de la Estados Unidos por los ingenieros de la “National Agency of Space and Aeronautical” (NASA), y era conocido como el procedimiento militar MIL-P-1629, titulado "Procedimiento para la Ejecución de un Modo de Falla, Efectos y Análisis de criticabilidad" y elaborado el 9 de noviembre de 1949; este era empleado como una técnica para evaluar la confiabilidad y para determinar los efectos de las fallas de los equipos y sistemas, en el éxito de la misión y la seguridad del personal o de los equipos. En 1988 la Organización Internacional para la Estandarización (ISO), publicó la serie de normas ISO 9000 para la gestión y el aseguramiento de la calidad; debido a esto surgió

AMEF (ANALISIS DE MODOD EFECTO Y FALLA) en el área automotriz el QS 9000, éste fue desarrollado por la Chrysler Corporation, la Ford Motor Company y la General Motors Corporation en un esfuerzo para estandarizar los sistemas de calidad de los proveedores; de acuerdo con las normas del QS 9000 los proveedores automotrices deben emplear Planeación de la Calidad del Producto Avanzada (APQP), la cual necesariamente debe incluir AMEF de diseño y de proceso,

así

como

también

un

plan

de

control.

Posteriormente, en febrero de 1993 el grupo de acción automotriz industrial (AIAG) y la Sociedad Americana para el Control de Calidad (ASQC) registraron las normas AMEF para su implementación en la industria. Actualmente, el AMEF se ha popularizado en todas las empresas automotrices americanas y ha empezado a ser utilizado en diversas áreas de una gran variedad de empresas a nivel mundial. 3. DEFINICION Es un proceso sistemático de prevención, utilizada para detectar por anticipado los posibles modos de fallas del diseño de un producto o proceso, con el fin de establecer los controles adecuados y minimizar o eliminar la ocurrencia de defectos. “Un método analítico estandarizado para detectar y eliminar problemas de forma sistemática y total” 4. OBJETIVOS -

Reconocer y evaluar los modos de fallas y las causas asociadas con el diseño y manufactura de un producto.

-

Determinar los efectos de las fallas potenciales en el desempeño del sistema.

-

Identificar las acciones que podrán eliminar o reducir la oportunidad de que ocurra la falla.

-

Analizar la confiabilidad del sistema.

5. REQUERIMIENTO DEL AMEF -

Un equipo de personas con el compromiso de mejorar la capacidad de diseño para satisfacer las necesidades del cliente.

AMEF (ANALISIS DE MODOD EFECTO Y FALLA) -

Diagramas esquemáticos y de bloque de cada nivel del sistema, desde subensambles hasta el sistema completo.

-

Especificaciones de los componentes, lista de piezas y datos del diseño.

-

Especificaciones funcionales de módulos, subensambles, etc.

-

Requerimientos de manufactura y detalles de los procesos que se van a utilizar.

6. BENEFICIOS DEL AMEF -

La eliminación de los modos de fallas potenciales

-

A corto y largo plazo. A corto plazo, representa ahorros de los costos de reparaciones, las pruebas repetitivas y el tiempo de paro. A largo plazo es mucho más difícil medir puesto que se relaciona con la satisfacción del cliente con el producto y con sus percepciones de la calidad; esta percepción afecta las futuras compras de los productos y es decisiva para crear una buena imagen de los mismos.

7. PREPARACION Se recomienda que sea un equipo multidisciplinario el que lo lleve a cabo. Por ejemplo: el ingeniero responsable del sistema, producto o proceso de manufactura/ensamble se incluye en el equipo, así como representantes de las áreas de Diseño, Manufactura, Ensamble, Calidad, Confiabilidad, Servicio, Compras, Pruebas, Proveedores y otros expertos en la materia que se considere conveniente. CUANDO INICIAR UN “AMEF” -

Al diseñar los sistemas, productos y procesos nuevos.

-

Al cambiar

los diseños o procesos existentes o que serán usados en

aplicaciones o ambientes nuevos. -

Después de completar la Solución de Problemas (con el fin de evitar la incidencia de los mismos).

-

El AMEF de sistema, después de que las funciones del sistema se definen, aunque sea antes de seleccionar el hardware específico.

AMEF (ANALISIS DE MODOD EFECTO Y FALLA) -

El AMEF de diseño, después de que las funciones del producto son definidas, aunque sea antes de que el diseño sea aprobado y entregado para su manufactura.

-

El AMEF de proceso, cuando los dibujos preliminares del producto y sus especificaciones están disponibles.

8. TIPOS DE AMEFs 8.1. De diseño: Se usa para analizar componentes de diseños. Se enfoca hacia los Modos de Falla asociados con la funcionalidad de un componente, causados por el diseño.

8.2. De proceso: Se usa para analizar los procesos de manufactura y ensamble. Se enfoca a la incapacidad para producir el requerimiento que se pretende, un defecto. Los Modos de Falla pueden derivar de causas identificadas en el AMEF de Diseño.

9. PROCEDIMINETO PARA REALIZAR UN AMEF (Proceso o Diseño) 9.1. Determinación del proceso o producto a analizar 9.1.1. De Diseño: Enumerar que es lo que se espera del diseño del producto, que es lo que quiere y necesita el cliente, y cuáles son los requerimientos de producción. Así mismo listar el flujo que seguirá el producto a diseñar, comenzando desde el abastecimiento de materia prima, el(los) procesos (s) de producción hasta la utilización del producto por el usuario final. Determinar las áreas que sean más sensibles a posibles fallas.

9.1.2. De Proceso: Listar el flujo del proceso que se esté desarrollando, comenzando desde el abastecimiento de la materia prima, el proceso de transformación hasta la entrega al cliente (proceso siguiente). Determinar las áreas que sean más sensibles a posibles fallas. En el caso de empresas de servicios no hay materias primas, para estos casos se toman en cuenta las entradas del proceso.

AMEF (ANALISIS DE MODOD EFECTO Y FALLA) Ya sea para diseño o proceso es importante: 

Desarrollar lista de Entradas, Salidas y Características / artículos diagrama de bloque de referencia, QFD.



Evaluar entradas y características de la función requerida para producir la salida.



Evaluar Interfaz entre las funciones para verificar que todos los posibles efectos sean analizados.



Asumir que las partes se manufacturan de acuerdo con la intención del diseño.

9.2. Establecer los modos potenciales de falla Para cada una de las áreas sensibles a fallas determinadas en el punto anterior se deben establecer los modos de falla posibles. Modo de falla es la manera en que podría presentarse una falla o defecto. Para determinarlas nos cuestionamos ¿De qué forma podría fallar la parte o proceso? Ejemplos:  Roto

 Agrietado

 Flojo

 Mal ensamblado

 Fracturado

 Fugas

 Equivocado

 Mal dimensionado

 Deformado

9.3. Determinar el efecto de la falla Efecto: Cuando el modo de falla no se previene ni corrige, el cliente o el consumidor final pueden ser afectados. Ejemplos:  Deterioro prematuro  Ruidoso  Operación errática  Claridad insuficiente  Paros de línea.

AMEF (ANALISIS DE MODOD EFECTO Y FALLA) 9.4. Determinar la causa de la falla Causa: Es una deficiencia que se genera en el Modo de Falla. Las causas son fuentes de Variabilidad asociada con variables de Entrada Claves. 

Causas relacionadas con el diseño (características de la parte) o Selección de Material o Tolerancias / valores objetivo o Configuración o Componente de Modos de Falla a nivel de Componente



Causas que no pueden ser Entradas de Diseño, tales como: o Ambiente, Vibración, Aspecto Térmico



Mecanismos de Falla o Rendimiento, Fatiga, Corrosión, Desgaste

9.5. Describir las condiciones actuales Anotar los controles actuales que estén dirigidos a prevenir o detectar la causa de la falla.  Cálculos  Análisis de elementos limitados  Revisiones de Diseño  Prototipo de Prueba  Prueba Acelerada •Primera Línea de Defensa - Evitar o eliminar causas de falla. •Segunda Línea de Defensa - Identificar o detectar falla anticipadamente. •Tercera Línea de Defensa - Reducir impactos / consecuencias de falla.

9.6. Determinar el grado de severidad Para estimar el grado de severidad, se debe de tomar en cuenta el efecto de la falla en el cliente. Se utiliza una escala del 1 al 10: el ‘1’ indica una consecuencia sin efecto. El 10 indica una consecuencia grave.

AMEF (ANALISIS DE MODOD EFECTO Y FALLA)

Efecto

Rango

Criterio

No

1

Sin efecto

Muy poco

2

Poco

3

Menor

4

Moderado

5

Significativo

6

Cliente no molesto. Poco efecto en el desempeño del artículo o sistema. Cliente algo molesto. Poco efecto en el desempeño del artículo o sistema. El cliente se siente algo insatisfecho. Efecto moderado en el desempeño del artículo o sistema. El cliente se siente algo insatisfecho. Efecto moderado en el desempeño del artículo o sistema. El cliente se siente algo inconforme. El desempeño del artículo se ve afectado, pero es operable y está a salvo. Falla parcial, pero operable. El cliente está insatisfecho. El desempeño del artículo se ve seriamente afectado, pero es funcional y está a salvo. Sistema afectado

Mayor

7

Extremo

8

Serio

9

Peligro

10

El cliente muy insatisfecho. Artículo inoperable, pero a salvo. Sistema inoperable Efecto de peligro potencial. Capaz de descontinuar el uso sin perder tiempo, dependiendo de la falla. Se cumple con el reglamento del gobierno en materia de riesgo. Efecto peligroso. Seguridad relacionada - falla repentina. Incumplimiento con reglamento del gobierno.

9.7. Determinar el grado de ocurrencia Es necesario estimar el grado de ocurrencia de la causa de la falla potencial. Se utiliza una escala de evaluación del 1 al 10. El “1” indica remota probabilidad de ocurrencia, el “10” indica muy alta probabilidad de ocurrencia. Ocurrencia

Rango

Criterios

Probabilidad de Falla

Remota

1

Falla improbable. No existen fallas asociadas con este proceso o con un producto casi idéntico.

1 en 3

AMEF (ANALISIS DE MODOD EFECTO Y FALLA) 9.8. Determinar el grado de detención Se estimará la probabilidad de que el modo de falla potencial sea detectado antes de que llegue al cliente. El ‘1’ indicará alta probabilidad de que la falla se pueda detectar. El ‘10’ indica que es improbable ser detectada.

Probabilidad Rango Alta

1

Medio Alta

2y5

Baja

6y8

Muy Baja

9

Improbable

10

Criterio El defecto es una característica funcionalmente obvia Es muy probable detectar la falla. El defecto es una característica obvia. El defecto es una característica fácilmente identificable. No es fácil detecta la falla por métodos usuales o pruebas manuales. El defecto es una característica oculta o intermitente La característica no se puede checar fácilmente en el proceso. Ej: Aquellas características relacionadas con la durabilidad del producto.

Prob.de detección de la falla. 0.9999 0.997 0.98

0.9

Menor a 0.90

9.9. Calcular el Nº de prioridad de riesgo Es un valor que establece una jerarquización de los problemas a través de la multiplicación del grado de ocurrencia, severidad y detección, éste provee la prioridad con la que debe de atacarse cada modo de falla, identificando ítems críticos. NPR = Grado de Ocurrencia * Severidad * Detección.

Prioridad de NPR:

500 - 1000 125 - 499 1 - 124 0

PRIORIDA DE NPR: Alto riesgo de falla Riesgo de falla medio Riesgo de falla bajo No existe riesgo de falla

Se deben atacar los problemas con NPR alto, así como aquellos que tengan un alto grado de ocurrencia no importando si el NPR es alto o bajo.

AMEF (ANALISIS DE MODOD EFECTO Y FALLA) 9.10. Acciones recomendadas Anotar la descripción de las acciones preventivas o correctivas recomendadas, incluyendo responsables de las mismas. Anotando la fecha compromiso de implantación. Se pueden recomendar acciones encaminadas hacia: 

Eliminar o disminuir la OCURRENCIA de la causa del modo de falla. (modificaciones al diseño o al proceso, Implementación de métodos estadísticos, ajuste a herramental, etc.)



Reducir la SEVERIDAD del modo de falla. (Modificaciones en el diseño del producto o proceso).



Incrementar la probabilidad de DETECCIÓN. (Modificaciones en el diseño del producto o proceso para ayudar a la detección).

9.11. Una vez realizada las acciones acciones correctivas o preventivas, se recalcula el grado de ocurrencia, severidad, detección y el NPR.

9.12. Cada vez que haya alguna modificación en el proceso o en el producto se debe de actualizar el A.M.E.F.

“La estructura del AMEF del diseño o del proceso es básicamente la misma, lo que es diferente es el enfoque.” Fecha límite: Concepto

Prototipo

Pre-producción

Producción

FMEAD FMEAP

ARTICULO

AMEF (diseño) Característica de diseño

Falla

Forma en que el producto falla

Controles

Técnicas de diseño de verificación/validación

AMEF (proceso) Paso a proceso Formas en que el proceso falla al producir el requerimiento que se pretende Controles del proceso

Para el AMEF del proceso se utiliza las tablas siguientes:

AMEF (ANALISIS DE MODOD EFECTO Y FALLA)

CRITERIO DE EVALUACIÓN DE SEVERIDAD SUGERIDO PARA AMEFP Esta calificación resulta cuando un modo de falla potencial resulta en un defecto con un cliente final y/o una planta de manufactura / ensamble. El cliente final debe ser siempre considerado primero. Si ocurren ambos, use la mayor de las dos severidades Efecto Efecto en el cliente Efecto en Manufactura /Ensamble Calif Peligro so sin aviso Peligro so con aviso Muy alto

Calificación de severidad muy alta cuando un modo potencial de falla afecta la operación segura del producto y/o involucra un no cumplimiento con alguna regulación gubernamental, sin aviso Calificación de severidad muy alta cuando un modo potencial de falla afecta la operación segura del producto y/o involucra un no cumplimiento con alguna regulación gubernamental, con aviso

Alto

El producto / item es operable pero con un reducido nivel de desempeño. Cliente muy insatisfecho

Modera do Bajo Muy bajo Menor Muy menor Ningun o

El producto / item es inoperable ( pérdida de la función primaria)

Producto / item operable, pero un item de confort/conveniencia es inoperable. Cliente insatisfecho Producto / item operable, pero un item de confort/conveniencia son operables a niveles de desempeño bajos

No se cumple con el ajuste, acabado o presenta ruidos y rechinidos. Defecto notado por el 75% de los clientes No se cumple con el ajuste, acabado o presenta

ruidos y rechinidos. Defecto notado por el 50% de los clientes No se cumple con el ajuste, acabado o presenta ruidos, y rechinidos. Defecto notado por clientes muy crìticos (menos del 25%) Sin efecto perceptible

Puede exponer al peligro al operador (máquina o ensamble) sin aviso

10.

Puede exponer al peligro al operador (máquina o ensamble) sin aviso

9

El 100% del producto puede tener que ser desechado o reparado con un tiempo o costo infinitamente mayor El producto tiene que ser seleccionado y un parte

8

desechada o reparada en un tiempo y costo muy alto Una parte del producto puede tener que ser desechado sin selección o reparado con un tiempo costo alto puede tener que ser El 100%y del producto retrabajado o reparado fuera de línea pero no necesariamente va tener al àrea deser retrabajo . El producto puede que seleccionado, sin desecho, y una parte retrabajada

7 6 5 4

El producto puede tener que ser retrabajada, sin desecho, en línea, pero fuera de la estación

3

El producto puede tener que ser retrabajado, sin desecho en la línea, en la estación

2

Ligero inconveniente para la operación u operador, o sin efecto

1

AMEF (ANALISIS DE MODOD EFECTO Y FALLA)

CRITERIO DE EVALUACIÓN DE OCURRENCIA SUGERIDO PARA AMEFP Probabilidad Muy alta: Fallas persistentes

Índices Posibles de falla

Calif.

< 0.55

10

50 por mil piezas

> 0.55

9

20 por mil piezas

> 0.78

8

10 por mil piezas

> 0.86

7

5 por mil piezas

> 0.94

6

2 por mil piezas

> 1.00

5

1 por mil piezas

> 1.10

4

0.5 por mil piezas

> 1.20

3

0.1 por mil piezas

> 1.30

2

0.01 por mil piezas

> 1.67

1

100 por mil piezas

Alta: Fallas frecuentes

Moderada: Fallas ocasionales

Baja : Relativamente pocas fallas Remota: La falla es improbable

Ppk

<

AMEF (ANALISIS DE MODOD EFECTO Y FALLA)

CRITERIO DE EVALUACIÓN DE DETECCION SUGERIDO PARA AMEFP Detección

Tipos de Inspección

Criterio A

B

Métodos de seguridad de Rangos de Detecciòn

Calif

10

C

Casi imposible

Certeza absoluta de no detecciòn

X

No se puede detectar o no es verificada

Muy remota

Los controles probablemente no detectarán

X

9

Remota

Los controles tienen poca oportunidad de detección

X

Muy baja

Los controles tienen poca oportunidad de detección

X

El control es logrado solamente con verificaciones indirectas o al azar El control es logrado solamente con inspección visual El control es logrado solamente con doble inspección visual

Baja

Los controles pueden detectar

X

6

Moderada

Los controles pueden detectar

X

El control es logrado con métodos gráficos con el CEP El control se basa en mediciones por variables después de que las partes dejan la estación, o en dispositivos Pasa NO pasa realizado en el 100% de las partes después de que las partes han dejado la estación

5

Moderada mente Alta Alta

Los controles tienen una buena oportunidad para detectar

X

X

Detección de error en operaciones subsiguientes, o medición realizada en el ejuste y verificación de primera pieza ( solo para causas de ajuste)

4

Los controles tienen una buena oportunidad para detectar

X

X

Detección del error en la estación o detección del error en operaciones subsiguientes por filtros múltiples de aceptación: suministro, instalación, verificación. No puede aceptar parte discrepante

3

Muy Alta

Controles casi seguros para detectar

X

X

2

Muy Alta

Controles seguros para detectar

X

Detección del error en la estación (medición automática con dispositivo de paro automático). No puede pasar la parte No se pueden hacer partes discrepantes porque el item ha discrepante pasado a prueba de errores dado el diseño del

Tipos de inspección: A) A prueba de error

X

proceso/producto

B) Medición automatizada C) Inspección visual/manual

8 7

1

AMEF (ANALISIS DE MODOD EFECTO Y FALLA)

Actualización del AMEF

“El AMEF se actualiza siempre que se considere un cambio en el diseño, aplicación, ambiente, material del producto, o en los procesos de manufactura o ensamble.

AMEF (ANALISIS DE MODOD EFECTO Y FALLA) 10. APLICACIÓN: La aplicación del AMEF se explicara en Excel y esta detallado en las diapositivas. 11. CONCLUSIONES -

El método AMEF es muy didáctico, sencillo pero muy beneficioso al área o en general a la empresa donde se le aplique.

-

Se pudo demostrar que estas áreas de trabajo e la empresa Curtiduría Lideres SAC no está trabajando adecuadamente.

-

Se pudo aplicar exitosamente el método además de dar soluciones como futuros ingenieros industriales que seremos.